[發明專利]渦輪增壓器罩殼鑄件鑄造方法

有效

• 申請號: 201010184267.2
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN102259167A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 徐清
• 申請（專利權）人: 上海華新合金有限公司
• 主分類號: B22C9/24
• 分類號: B22C9/24;C22C33/08;C22C33/10;F02C6/12;F01D25/24
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及一種鑄造方法，特別是一種渦輪增壓器罩殼鑄件的鑄造方法。

背景技術

渦輪罩殼是船用渦輪增壓器的關鍵零部件，由于渦輪增壓器工作環境惡劣，須保證內部的高溫壓縮氣體在極高的壓力下儲存在渦殼內，因此要求罩殼部件材質具有良好的組織致密性和較高的韌性。

針對上述要求，零部件規定用球墨鑄鐵QT400-15牌號。鑄件的機械性能要滿足抗拉強度≥400MPa、屈服強度≥250MPa，延伸率≥15％，本體硬度130～180HBS；金相組織要求鐵素體≥90％，球化率≥90％，石墨大小4～7級，不允許有碳化物存在。產品內部不允許存在任何鑄造缺陷。該產品的技術指標特點為：要求鐵素體≥90％，生產過程中需要對原材料嚴加控制。

渦輪增壓器罩殼鑄件的工作環境比較惡劣，因此對鑄件的材質要求很高，產品檢測需要在本體各指定部位取樣，滿足抗拉強度≥400MPa、屈服強度≥250MPa，延伸率≥15％，硬度130～180HBS。

該部件對鑄件表面質量有著很高的要求，尤其不允許有粘砂、毛刺等外觀質量缺陷的存在。

因此如何滿足上述技術要求，成為成功鑄造該鑄件的關鍵。

發明內容

本發明的目的是提供一種渦輪增壓器罩殼的鑄造方法，以使生產出的渦輪增壓器罩殼鑄件能夠滿足上述技術要求。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

渦輪增壓器罩殼的鑄造方法，其步驟包括混砂、造型、制芯、合型、爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注、冷卻、開箱、鑄件清理及產品質量檢驗；其特征是：型板設計為一型二～八件，采取完全對稱的型板布局，對應設二～八個鑄件型腔；在鑄造工藝中，采用若干個薄片式內澆道分散式澆注工藝：鐵液從直澆道進入后經過直澆道下方設有陶瓷過濾網的過濾器，同時流入若干條完全對稱的橫澆道，之后分別經由薄片式內澆道進入鑄件型腔，充滿型腔；澆注溫度控制在1380～1460℃；每個鑄件型腔在相對鑄件內澆道進口的遠端側的頂部端面設置兩個保溫冒口進行補縮。

本發明所述的出鐵球化孕育處理工序包括出鐵球化處理和硅鐵孕育劑兩次孕育兩個環節。所加入的球化劑量為熔煉出鐵量的1.0～2.5％，球化劑的化學成分重量百分比為：Mg?5.0～7.5％、RE?1.0～4.0％、Si?35～48％、Ca?1.0～3.0％及Fe余量，球化劑的粒度為3～25mm。所述的孕育劑兩次孕育即一次出鐵球化后加入鐵液總重量0.2～0.5％的硅鐵孕育劑，隨后攪拌扒渣并補加鐵液，并進行第二次孕育，將0.2～0.5％的硅鐵孕育劑加到包面并進行攪拌扒渣。所用硅鐵孕育劑的粒度為3～25mm，硅鐵孕育劑的化學成分重量百分比為Si?72～75％、Al?0.4～1.5％、Ca?0.4～1.0％及Fe余量。

所述的澆注步驟中，鐵液經球化劑孕育處理后，要保證鐵液澆注溫度在1380～1460℃。澆注過程中采用硫氧孕育劑進行隨流孕育，所用硫氧孕育劑粒度為0.1～1.0mm，化學成分重量百分比為Si?70～76％、Al0.75～1.25％、Ca?0.75～1.25％、Ce?1.5～2.0％、S?0.5～0.8％、O?0.3～0.5％及Fe余量，加入量占鐵液總量的百分比為0.05～0.2％。最后鑄件產品的化學成分重量百分比為：C?3.2～3.8％、Si?2.0～3.0％、Mn≤0.45％、P≤0.07％、S≤0.03％、RE?0.01～0.04％、Mg?0.02～0.08％及Fe余量。

經以上的熔煉球化孕育處理使澆注后的產品具有球化率≥90％、鐵素體≥90％、無碳化物的金相組織，以保證產品的機械性能要求。

為了獲得沒有缺陷的鑄件產品，工藝上采取了以下措施：

(1)由于該鑄件尺寸較小，設計為一型四件，采取完全對稱的型板布局，保證了四個鑄件在充型過程中處于完全相同的狀態，進而得到質量狀態相同的鑄件，為之后的質量檢測提供了保證和依據。

(2)采用多個薄片式內澆口分散式澆注工藝：鐵液從直澆道進入后經過下方有陶瓷過濾網的過濾器同時流入四條完全對稱的橫澆道，之后分別經由四條薄片內澆道進入鑄件型腔；保證澆注溫度控制在1380～1460℃，此工藝措施能保證鑄件產品不產生冷隔及氣孔缺陷。

(3)在直澆道底部放置泡沫陶瓷過濾片來過濾鐵液，去除鐵液中的雜質，從而防止產品產生夾渣缺陷。

(4)在內澆口對側的鑄件頂部較厚位置分別設置兩個保溫冒口4對鑄件進行補縮，保證得到組織致密的完整鑄件。